《光源光谱》专题实验论文

前言：

光源：物理学上指能发出一定波长范围的电磁波（包括可见光与紫外线、红外线、X光线等不可见光）的物体。通常指能发出可见光的发光体。凡物体本身能发光者，称作光源，又称发光体。在我们的日常生活中离不开可见光的光源，可见光以及不可见光的光源还被广泛地应用到工农业，医学和国防现代化等方面。光源可以分为自然（天然）光源和人造光源。此外，根据光的传播方向，光源可分为点光源和平行光源。

光谱：复色光经过色散系统（如棱镜、光栅）分光后，被色散开的单色光按波长（或频率）大小而依次排列的图案，全称为光学频谱。光谱中最大的一部分可见光谱是电磁波谱中人眼可见的一部分，在这个波长范围内的电磁辐射被称作可见光。 实验内容摘要：

光源是光学实验仪器中的主要器件，研究其光谱亦是光学实验的主要内容。本专题主要研究氢光谱、钠光谱和汞光谱的特性。实验所

用的主要仪器为：分光计、小型棱镜摄（读）谱仪、光栅光谱仪，以及光栅、三棱镜等光学元件。

专题包括三部分：

一、 棱镜光谱与光栅光谱；

二、 小型棱镜读(摄)谱仪测量氢原子光谱；

三、 光栅光谱仪测量光谱。

正文：

实验项目

一、 棱镜光谱与光栅光谱

实验目的：

1、进一步掌握分光计的调整及使用；

2、掌握利用光栅衍射角测量光源光谱的方法；

3、了解棱镜光谱与光栅光谱的异同。

实验原理:

光栅能产生谱线间距宽的均匀排列光谱，所得光谱线的亮度比用棱镜分光时要小些，但光栅的分辨本领比棱镜大。光栅不仅适用于可见光，还能用于红外和紫外光波，常用在光谱仪上。

实验内容：

1、仪器调节：（1）分光计调节；（2）光栅的调节

2、用钠灯测定光栅的光栅常数（黄光波长为589.30nm）.

3、测定汞灯各条谱线的波长。按上述方法记录各谱线的角坐标，并

计算它们的衍射角和波长。（要求重复测3次取平均值）

二、小型棱镜读（摄）谱仪测氢原子光谱

实验目的 ：

1．了解小型棱镜摄谱仪的结构原理与使用方法；

2．初步掌握拍摄光谱与测量谱线波长的方法；

3．测定氢原子光谱的波长，计算氢的里德伯常量。

实验原理 ：

氢原子光谱的规律：氢原子核外只有一个电子，根据玻尔理论，当电子处在量子数为n的轨道上运动时，原子总能量处于激发态的电子，能够自发地跃迁到能量较低的状态或基态。

实验内容：

1、观察小型棱镜读谱仪的构造，学习其调整和使用方法。

2、以氦氖灯为光源，用读谱仪观察氦氖的光谱，并用读谱仪读数显微镜测量每条谱线的位置坐标。

3、换以氢灯作光源，观察其光谱并测量每条谱线的位置坐标。

4、用线性内插法计算出氢谱线的波长。

三、光栅光谱仪测光谱

实验目的：

1．了解光栅光谱仪的工作原理。

2．学习一种光谱分析的方法。

实验原理：

1．平面光栅摄谱仪

(1) 光路原理： 一般平面光栅摄谱仪的光路。是同一大凹球面反射镜的下、上两个不同框形部分。光源A发出的光，经三透镜照明系统L1、L2、L3后均匀照亮狭缝S 。通过S的光经小平面反射镜N反射转向90°后射向M1，因S由N所成的虚像正好处在M1的焦面上，所以狭缝上一点S发出的光，经M1反射后成了微微向上射出的平行光，并正好射到N后上方的平面反射光栅G上。G把入射光向M2方向衍射。M2把来自不同刻纹的同一波长的平行衍射光会聚成一点，正好落在照相胶版B上。狭缝S是连续的点的集合，成一条亮线。 实验内容：

1、观察光谱仪的构造，了解仪器的调整和使用方法。

2、学习光栅光谱仪软件的简单使用方法。

3、用光谱仪对两种光源进行单程扫描，分别得到它们的能量—波长关系曲线。

建议：

希望实验室方面能做好实验仪器的维护，防止因实验器材方面的影响而耽误实验进程；也希望实验指导老师能在讲解时，可以在整体实验内容讲述完的同时，适时提醒即将实验的同学亟需注意的相关事项，对出错较为频繁的方面加以重点讲述，借以提高实验学习效率。 结语：

众所周知，实践是检验真理的唯一标准。在学校的鼓励安排下，我有幸选中了胡老师的《光源光谱》专题性试验，并且自己切身的动手实践，真正领略到了“光”的魅力。通过胡老师深入浅出的讲解，

以及与周围同学的讨论交流，更加加深了我对光学理论知识以及实验现象的理解，虽然因为前期预习不够充分和理论知识的相对匮乏而影响了部分实验效果，但总的来说，我还是收获了很多，学到了很多。 参考资料：

第二篇：光源光谱专题实验作业答案